JP4034365B2 - 超微粒子含有反射防止フィルム、偏光板及び液晶表示装置 - Google Patents
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Description
【産業上の利用分野】
本発明は、ワープロ、コンピュータ、テレビ等の各種ディスプレイ、液晶表示装置に用いる偏光板の表面、透明プラスチック類サングラスレンズ、度付メガネレンズ、カメラ用ファインダーレンズ等の光学レンズ、各種計器のカバー、自動車、電車等の窓ガラス等の表面の反射防止に優れた反射防止フィルム、偏光板及び液晶表示装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
従来、反射防止フィルムを製造する方法として、透明基材フィルム上に、その透明基材フィルムの屈折率よりも低い屈折率を有する層を形成したり、或いは透明基材フィルム上に該透明基材フィルムの屈折率より高い屈折率の層を形成し、さらにその上に透明基材フィルムの屈折率よりも低い屈折率の層を形成する等の、特定の屈折率を有する層を設ける方法が行われている。基材フィルム上に設ける層の屈折率を上昇又は低下させるような制御を行うためには、バインダー樹脂の種類によって屈折率を変化させる方法や、さらに、バインダー樹脂中に樹脂の屈折率とは異なる屈折率を有する超微粒子を分散させる方法がある。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】
前記従来のバインダー樹脂の種類によって屈折率を変化させる方法は、その屈折率の制御が樹脂の選択によるため制約があるという問題があった。一方、バインダー樹脂中に超微粒子を分散させて屈折率を制御する方法は、樹脂組成物の屈折率の制御が容易であるという利点があるが、しかしながら、一般的に、超微粒子はバインダー樹脂中への均一な分散が困難なため、そのような樹脂組成物を用いて形成された反射防止フィルムは白化するという欠点があり、透明性に優れ且つ反射防止性に優れた反射防止フィルムを得ることが困難であった。
【0004】
そこで本発明は、バインダー樹脂中への超微粒子の分散性が優れ、白化を防止することができる樹脂組成物を用いた反射防止フィルムを提供すること及びこのような反射防止フィルムを用いた偏光板、液晶表示装置を提供することを目的とする。
【0005】
【課題を解決するための手段】
前記した問題点を解決するために本発明の超微粒子含有反射防止フィルムの製造方法は、(1)離型フィルム上に、屈折率を制御するための超微粒子を含む電離放射線硬化型樹脂を用い電離放射線により硬化させてなる、高屈折率層を形成し、ここで高屈折率層とは反射防止フィルムを構成したときに最表面側から見て直接接する下層の屈折率よりも高い屈折率を持つ層であり、(2)該高屈折率層上に接着剤層を形成し、(3)接着剤層が形成された離型フィルムの接着剤層側を内側にして、離型フィルムと透明基材フィルムとをラミネートし、(4)離型フィルムを剥離し、露出した層上に低屈折率層を形成し、ここで低屈折率層とは反射防止フィルムを構成したときに最表面側からみて直接接する下層の屈折率よりも低い屈折率を持つ層であり、(5)前記電離放射線硬化型樹脂は、カルボキシル基含有(メタ)アクリレートをバインダー樹脂成分の一部乃至全部として含有する電離放射線硬化型樹脂であり、(6)前記カルボキシル基含有(メタ)アクリレートは、分子内に1個以上の酸無水物を有する化合物と、分子内に水酸基及び3個以上のアクリロイル基を有する水酸基含有多官能アクリレートを反応して得られたものであることを特徴とする超微粒子含有反射防止フィルムの製造方法である。
また、別の本発明の超微粒子含有反射防止フィルムの製造方法は、(1)離型フィルム上に低屈折率層を形成し、ここで低屈折率層とは反射防止フィルムを構成したときに最表面側からみて直接接する下層の屈折率よりも低い屈折率を持つ層であり、(2)該低屈折率層上に、屈折率を制御するための超微粒子を含む電離放射線硬化型樹脂を用い電離放射線により硬化させてなる、高屈折率層を形成し、ここで高屈折率層とは反射防止フィルムを構成したときに最表面側から見て直接接する下層の屈折率よりも高い屈折率を持つ層であり、(3)該高屈折率層上に接着剤層を形成し、(4)接着剤層が形成された離型フィルムの接着剤層側を内側にして、離型フィルムと透明基材フィルムとをラミネートし、(5)離型フィルムを剥離し、(6)前記電離放射線硬化型樹脂は、カルボキシル基含有(メタ)アクリレートをバインダー樹脂成分の一部乃至全部として含有する電離放射線硬化型樹脂であり、(7)前記カルボキシル基含有(メタ)アクリレートは、分子内に1個以上の酸無水物を有する化合物と、分子内に水酸基及び3個以上のアクリロイル基を有する水酸基含有多官能アクリレートを反応して得られたものであることを特徴とする超微粒子含有反射防止フィルムの製造方法である。
また、前記した問題点を解決するために本発明の超微粒子含有反射防止フィルムは、透明基材フィルム上に、直接或いは他の層を介して、少なくとも1層は樹脂層の屈折率を制御するための超微粒子を含む樹脂組成物からなる屈折率の制御された樹脂層が離型フィルムを用いた転写により形成されており、最表面に形成された層は、その層が直接接する下層の屈折率よりも低屈折率であり、前記樹脂組成物は、カルボキシル基含有(メタ)アクリレートをバインダー樹脂成分の一部乃至全部として含有する電離放射線硬化型樹脂であり、前記カルボキシル基含有(メタ)アクリレートは、分子内に1個以上の酸無水物を有する化合物と、分子内に水酸基及び3個以上のアクリロイル基を有する水酸基含有多官能アクリレートを反応して得られたものであることを特徴とする。
【0006】
該カルボキシル基含有(メタ)アクリレートは多官能又は単官能であってもよい。該カルボキシル基含有(メタ)アクリレートは、分子内に1個以上の酸無水物を有する化合物と、分子内に水酸基及び3個以上のアクリロイル基を有する水酸基含有多官能アクリレートを反応して得られたものは、カルボン酸による酸化の高いアクリルモノマーとなり、超微粒子の分散性が良好になると同時に、この樹脂を用いて製造した塗膜にハード性能が付与される点で好ましい。
【0007】
本発明の超微粒子含有反射防止フィルムに使用されるカルボキシル基含有(メタ)アクリレートは、本発明の反射防止フィルムのハード性能をさらに強化するために、超微粒子を含有させるバインダー樹脂の一成分として分子内に3個以上のアクリロイル基を有する多官能アクリレートを上記バインダー樹脂組成物にさらに加えてもよい。また本発明の超微粒子含有反射防止フィルムのハード性能をさらに強化する別の方法は、屈折率を制御する層とは別にハード性能を有する層を設けてもよい。
【0008】
塗膜の高屈折率化の目的のために、本発明の超微粒子含有反射防止フィルムに使用される上記の樹脂組成物に加えて、エポキシアクリレート、芳香族化合物及びF以外のハロゲン化物から選択される1種以上の化合物を添加してもよい。
【0009】
本発明の超微粒子含有反射防止フィルムに使用される樹脂組成物には、有機溶剤が必要に応じて含有される。また、本発明の超微粒子含有反射防止フィルムに使用される樹脂組成物は電離放射線硬化型樹脂組成物として使用できる。特に、紫外線硬化型樹脂組成物として使用する場合には、光重合開始剤を含有させることができる。
【0010】
本発明の偏光板は、上記した本発明の超微粒子含有反射防止フィルムが偏光素子にラミネートされていることを特徴とする。
【0011】
本発明の液晶表示装置は、上記した本発明の偏光板が、液晶表示装置の構成要素として用いられていることを特徴とする。
【0013】
また本発明の超微粒子含有反射防止フィルムの層構成の例は、透明基材フィルム上に、接着剤層が形成されており、該接着剤層上に直接或いは他の層を介して、直接接する下層の屈折率よりも高い屈折率の、前記した超微粒子を含む樹脂組成物からなる高屈折率層が形成されており、この高屈折率層上に直接接する下層の屈折率よりも低い屈折率の低屈折率層が形成されたものが挙げられる。透明基材フィルム上に形成される高屈折率層と低屈折率層は、高屈折率層と低屈折率層とを一組として、一組以上を形成することもできる。またこれらの高屈折率層と低屈折率層の何れの層にも、前記した超微粒子を含む樹脂組成物を使用することができる。図1にその本発明の超微粒子含有反射防止フィルムの層構成の一例を示す。図1において、透明基材フィルム11上に、接着剤層14を介して該接着剤層14の屈折率よりも高い屈折率を有する高屈折率層12が形成されており、さらにこの高屈折率層12よりも低い屈折率を有する低屈折率層13が形成されている。この高屈折率層12及び低屈折率層13の何れにも前記した超微粒子を含む樹脂組成物を使用することができる。
【0014】
また本発明の超微粒子含有反射防止フィルムの層構成の別の例は、透明基材フィルム上に、接着剤層が形成されており、該接着剤層上に直接或いは他の層を介して、その上に直接接する下層の屈折率よりも高い屈折率の高屈折率層が形成されており、この高屈折率層は、前記した超微粒子を含む樹脂組成物を使用して超微粒子がバインダー樹脂で相互に結着した高屈折率層となったものである。さらに、この高屈折率層上に低屈折率層が設けられている。図2にその反射防止フィルムの層構成の一例を示す。図2において、透明基材フィルム11上に、接着剤層14を介して、ハード性能を有するハードコート層15が形成されており、さらにこのハードコート層15上には該ハードコート層15の屈折率よりも高い屈折率を有する高屈折率超微粒子層22(超微粒子がバインダー樹脂で相互に結着し高屈折率層となったもの)が形成されており、さらにこの高屈折率超微粒子22の屈折率よりも低い屈折率を有する低屈折率層13が形成されている。図2の反射防止フィルムにおいては、ハードコート層15、高屈折率超微粒子層22及び低屈折率層13の何れの層にも、前記した超微粒子を含む樹脂組成物が使用される。
【0015】
なお、前記に例示したいずれの反射防止フィルムも、その表面の低屈折率層は防眩性の付与の目的で必要に応じて微細な凹凸が形成されていてもよい。
【0016】
透明基材フィルム上に形成されるこれらの特定の屈折率を持つ層の少なくとも一層は、本発明の目的のためには前記した超微粒子を含む樹脂組成物である必要があるが、全ての層が本発明におけるこのような超微粒子を含む樹脂組成物からなる樹脂層でなくてもよい。例えば、反射防止フィルムの最表面層は、無機質からなる、蒸着法、プラズマCVD法等の真空処理による低屈折率層であってもよい。
【0017】
以下に、本発明をさらに詳細に説明する。
【0018】
バインダー樹脂成分:
本発明の超微粒子含有反射防止フィルムの屈折率制御用樹脂層に使用されるバインダー樹脂成分として、カルボキシル基含有(メタ)アクリレートを含むことが必須である。さらに、このカルボキシル基含有(メタ)アクリレートに加えて、分子内に3個以上のアクリロイル基を有する多官能アクリレート、或いはエポキシアクリレートを含んでもよい。
【0019】
(a)カルボキシル基含有(メタ)アクリレート
本発明の超微粒子含有反射防止フィルムにおける超微粒子を含有する樹脂層に使用されるバインダー樹脂成分の「カルボキシル基含有(メタ)アクリレート」は、分子内に1個以上の酸無水物を有する化合物と、分子内に水酸基及び3個以上のアクリロイル基を有する水酸基含有多官能アクリレートを反応して得ることができる。少なくともカルボキシル基含有(メタ)アクリレートをバインダー樹脂として使用することにより、該バインダー樹脂中の超微粒子の分散性を良好にすることができる。
【0020】
前記「分子内に1個以上の酸無水物を有する化合物」の具体例としては、無水コハク酸、無水1−ドデセニルコハク酸、無水マレイン酸、無水グルタル酸、無水イタコン酸、無水フタル酸、ヘキサヒドロ無水フタル酸、メチルヘキサヒドロ無水フタル酸、テトラメチレン無水マレイン酸、テトラヒドロ無水フタル酸、メチルテトラヒドロ無水フタル酸、エンドメチレンテトラヒドロ無水フタル酸、メチルエンドメチレンテトラヒドロ無水フタル酸、無水テトラクロロフタル酸、無水テトラブロモフタル酸、無水クロレンディク酸、無水トリメリット酸等の酸無水物基を1個有する化合物、及びピロメリット酸二無水物、3,3′,4,4′−ベンゾフェノンテトラカルボン酸二無水物、4,4′−ビフタル酸無水物、4,4′−オキソジフタル酸無水物、4,4′−(ヘキサフルオロイソプロピリデン)ジフタル酸無水物、1,2,3,4−シクロペンタンテトラカルボン酸二無水物、5−(2,5−ジオキソテトラヒドロフリル)−3−メチル−3−シクロヘキセン−1,2−ジカルボン酸無水物、4−(2,5−ジオキソテトラヒドロフラン−3−イル)−テトラリン−1,2−ジカルボン酸無水物、3,4,9,10−ペリレンテトラカルボン酸二無水物、ビシクロ〔2.2.2〕オクト−7−エン−2,3,5,6−テトラカルボン酸二無水物等の酸無水物基を2個有する化合物、及びこれら2種以上の混合物が挙げられる。これらの中でも、酸無水物基を2個有する化合物を用いると、得られるカルボキシル基含有多官能アクリレートは、同一分子中にアクリロイル基を3〜10個、カルボキシル基を2〜3個含有することになり、耐摩耗性及び密着性の点から特に望ましい。
【0021】
前記「分子内に水酸基及び3個以上のアクリロイル基を有する水酸基含有多官能アクリレート」の具体例としては、ペンタエリスリトールトリアクリレート、ジペンタエリスリトールテトラアクリレート、ジペンタエリスリトールペンタアクリレート及びこれらの混合物が挙げられる。
【0022】
「分子内に1個以上の酸無水物基を有する化合物」と、「分子内に水酸基及び3個以上のアクリロイル基を有する水酸基含有多官能アクリレート」の反応は、「分子内に水酸基及び3個以上のアクリロイル基を有する水酸基含有多官能アクリレート」/「分子内に1個以上の酸無水物基を有する化合物」のモル比が1以上の割合で混合し、60〜110℃で1〜20時間攪拌することにより行われる。
【0023】
この反応は、上記の化合物に加えて、後記する「分子内に3個以上のアクリロイル基を有する多官能アクリレート」及び後記する有機溶剤のうち活性水素を含まない有機溶剤の存在下に行なってもよい。この反応中のアクリロイル基による重合を防止するために、例えば、ハイドロキノン、ハイドロキノンモノメチルエーテル、カテコール、p−t−ブチルカテコール、フェノチアジン等の重合禁止剤を使用するのが望ましく、その使用量は、反応混合物に対して0.01〜1重量%、好ましくは0.05〜0.5重量%である。
【0024】
また、これらの反応を促進させるために、例えば、N,N−ジメチルベンジルアミン、トリエチルアミン、トリブチルアミン、トリエチレンジアミン、ベンジルトリメチルアンモニウムクロライド、ベンジルトリエチルアンモニウムブロマイド、テトラメチルアンモニウムブロマイド、セチルトリメチルアンモニウムブロマイド、酸化亜鉛等の触媒を使用することができる。その使用量は、反応混合物に対して0.01〜5重量%、好ましくは0.05〜2重量%である。
【0025】
上記のようにして得られた「カルボキシル基含有(メタ)アクリレート」は、超微粒子の分散性がよく、後記する「分子内に水酸基及び3個以上のアクリロイル基を有する多官能アクリレート」と混合してもアクリロイル基密度は低下することがない。また同一分子中にカルボキシル基を有するためと推定されるが、各種プラスチック基材に対する密着性が良好となり、且つ耐摩耗性に優れたバインダー樹脂が得られる。
【0026】
(b)分子内に3個以上のアクリロイル基を有する多官能アクリレート
「分子内に3個以上のアクリロイル基を有する多官能アクリレート」の具体例には、トリメチロールプロパントリアクリレート、EO変性トリメチロールプロパントリアクリレート、PO変性トリメチロールプロパントリアクリレート、トリス(アクリロキシエチル)イソシアヌレート、カプロラクトン変性トリス(アクリロキシエチル)イソシアヌレート、ペンタエリスリトールトリアクリレート、ペンタエリスリトールテトラアクリレート、ジペンタエリスリトールテトラアクリレート、ジペンタエリスリトールペンタアクリレート、ジペンタエリスリトールヘキサアクリレート、アルキル変性ジペンタエリスリトールトリアクリレート、アルキル変性ジペンタエリスリトールテトラアクリレート、アルキル変性ジペンタエリスリトールペンタアクリレート、カプロラクトン変性ジペンタエリスリトールヘキサアクリレート、及びこれら2種以上の混合物が挙げられる。これらの中でも、ジペンタエリスリトールヘキサアクリレート、ジペンタエリスリトールペンタアクリレート、及びこれらの混合物は、塗膜にハード性能を付与する目的のためには、前記(a)成分に混合することが望ましい。
【0027】
この(b)成分と前記(a)成分の重量比〔(b)成分/(a)成分〕は2以下であり、好ましくは0.01〜2、より好ましくは0.1〜2である。その重量比が0.01未満では(a)成分の原料の入手が困難であるため、実用的ではない。また2を越えると、カルボキシル基量が少なくなり、各種プラスチック基材への密着性が不十分となる。
【0028】
(c)溶剤
本発明で使用されるバインダー樹脂には樹脂組成物の粘度の調整の目的のため溶剤が適宜使用される。また、前記の「カルボキシル基含有(メタ)アクリレート」の製造の際に必要に応じて適宜溶剤を使用することができる。そのような有機溶剤としては、トルエン、キシレン等の芳香族炭化水素類、酢酸エチル、酢酸プロピル、酢酸ブチル等のエステル類、メチルアルコール、エチルアルコール、n−プロピルアルコール、iso−プロピルアルコール、n−ブチルアルコール等のアルコール類、アセトン、メチルエチルケトン、メチルイソブチルケトン、シクロヘキサノン等のケトン類、2−メトキシエタノール、2−エトキシエタノール、2−ブトキシエタノール、エチレングリコールジメチルエーテル、エチレングリコールジエチルエーテル、ジエチレングリコールジメチルエーテル等のエーテル類、2−メトキシエチルアセタート、2−エトキシエチルアセタート、2−ブトキシエチルアセタート等のエーテルエステル類等が挙げられ、またこれらを混合使用することもできる。
【0029】
超微粒子:
本発明の超微粒子含有反射防止フィルムの樹脂層に含有される超微粒子は、その樹脂層が直接接する下層の屈折率よりも高い屈折率を有する高屈折率超微粒子と、その樹脂層が直接接する下層の屈折率よりも低い屈折率を有する低屈折率超微粒子とに分けられる。
【0030】
高屈折率超微粒子には、例えば、ZnO(屈折率1.90)、TiO2 (屈折率2.3〜2.7)、CeO2 (屈折率1.95)、Sb2 O5 (屈折率1.71)、SnO2 、ITO(屈折率1.95)、Y2 O3 (屈折率1.87)、La2 O3 (屈折率1.95)、ZrO2 (屈折率2.05)、Al2 O3 (屈折率1.63)、HfO2 (屈折率2.00)、Ta2 O3 等が挙げられる。
【0031】
低屈折率超微粒子には、例えば、LiF(屈折率1.4)、MgF2 (屈折率1.4)、3NaF・AlF3 (屈折率1.4)、AlF3 (屈折率1.4)、Na3 AlF6 (氷晶石、屈折率1.33)、SiOX (x:1.50≦x≦2.00)(屈折率1.35〜1.48)等が挙げられる。
【0032】
これらの超微粒子は単独又は混合して使用され、有機溶媒又は水に分散したコロイド状になったものが分散性の点において良好であり、その粒径が200nm以下、好ましくは1〜100nm、特に好ましくは3〜20nmのものが、塗膜の透明性を損なわないので好ましい。本発明におけるバインダー樹脂と超微粒子との混合割合は、バインダー樹脂の1重量部に対して、超微粒子が10重量部以下、好ましくは5重量部以下である。超微粒子が10重量部を越えると、本発明におけるバインダー成分中のアクリロイル基による架橋密度が低下し、塗膜のハード性能が低下することになり好ましくない。
【0033】
光重合開始剤、その他の成分:
電離放射線として紫外線が用いられる場合、本発明に使用される樹脂組成物には、上記(a)成分〜(c)成分に加えて光重合開始剤が用いられる。光重合開始剤としては、ベンゾインメチルエーテル、ベンゾインエチルエーテル、ベンゾインイソプロピルエーテル、ベンゾインブチルエーテル、ジエトキシアセトフェノン、ベンジルジメチルケタール、2−ヒドロキシ−2−メチルプロピオフェノン、1−ヒドロキシシクロヘキシルフェニルケトン、ペンゾフェノン、2,4,6−トリメチルベンゾインジフェニルホスフィンオキサイド、2−メチル−〔4−(メチルチオ)フェニル〕−2−モルフォリノ−1−プロパノン、2−ベンジル−2−ジメチルアミノ−1−(4−モルフォリノフェニル)−ブタン−1−オン、ミヒラーズケトン、N,N−ジメチルアミノ安息香酸イソアミル、2−クロロチオキサントン、2,4−ジエチルチオキサントン等が挙げられ、これらの光重合開始剤は2種以上を適宜に併用することもできる。光重合開始剤は、(a)成分及び(b)成分の合計料100重量部に対して0.1〜10重量部、好ましくは1〜5重量部である。
【0034】
本発明で使用される超微粒子を含む樹脂組成物には、塗膜物性を改良する目的で紫外線吸収剤(例えば、ベンゾトリアゾール系、ベンゾフェノン系、サリチル酸系、シアノアクリレート系紫外線吸収剤)、紫外線安定剤(例えば、ヒンダードアミン系紫外線安定剤)、酸化防止剤(例えば、フェノール系、硫黄系、リン系酸化防止剤)、ブロッキング防止剤、スリップ剤、レベリング剤等の種々の添加剤を配合することができる。
【0035】
透明基材フィルム:
透明基材フィルムとしては、トリアセチルセルロースフィルム、ジアセチルセルロースフィルム、アセテートブチレートセルロースフィルム、ポリエーテルサルホンフィルム、ポリアクリル系樹脂フィルム、ポリウレタン系樹脂フィルム、ポリエステルフィルム、ポリカーボネートフィルム、ポリスルホンフィルム、ポリエーテルフィルム、トリメチルペンテンフィルム、ポリエーテルケトンフィルム、(メタ)アクリロニトリルフィルム等が使用できるが、特に、トリアセチルセルロースフィルム、及び一軸延伸ポリエステルが透明性に優れ、光学的に異方性が無い点で好適に用いられる。その厚みは、通常は8μm〜1000μm程度のものが好適に用いられる。
【0036】
他の層:
本発明の超微粒子含有反射防止フィルムには、上記に説明した各層の他に、各種機能性を付与するための層をさらに設けることができる。例えば、ハード性能向上のためにハードコート層を設けてもよい。他の層の屈折率は、透明基材フィルムの屈折率と屈折率の制御された樹脂層の屈折率との中間の値とすることが好ましい。
【0040】
屈折率の制御された層を複数設ける場合には、最上層に設ける低屈折率層は、カルボキシル基含有多官能又は単官能(メタ)アクリレートが一部乃至全部のバインダー樹脂中に低屈折率超微粒子が均一に分散されてなる樹脂組成物を用いて塗布により成膜してもよいし、或いは低屈折率超微粒子を蒸着又はCVD法等の真空処理により成膜してもよい。
【0041】
超微粒子含有樹脂組成物の塗布方法は、スライドコート法、スロットコート法、カーテンフローコート法、ロールコート法等の種々のコート法、転写法が適用できる。本発明の超微粒子含有反射防止フィルムにおいて、その最表面は微細な凹凸が形成されていてもよい。このような凹凸面により、反射防止フィルムに防眩性及び/又は反射防止性が付与される。この微細な凹凸の形成方法は、例えば、微細な凹凸表面の離型フィルム上に各層を積層した後に、透明基材フィルム上に積層面を内側にしてラミネートし、次いで離型フィルムを剥離することにより、積層物の表面に微細な凹凸を付与することができる。
【0042】
本発明の超微粒子含有反射防止フィルムの下面には、粘着剤が塗布されていてもよく、この反射防止フィルムは反射防止すべき対象物、例えば、偏光素子に貼着して用いることができる。
【0043】
本発明の超微粒子含有反射防止フィルムによれば、透明基材フィルムの反射率よりも反射率を下げた反射防止フィルムが得られる。
【0044】
偏光素子及び液晶表示装置:
偏光素子に本発明の超微粒子含有反射防止フィルムをラミネートすることによって、反射防止性の改善された偏光板とすることができる。この偏光素子には、よう素又は染料により染色し、延伸してなるポリビニルアルコールフィルム、ポリビニルホルマールフィルム、ポリビニルアセタールフィルム、エチレン−酢酸ビニル共重合体系ケン化フィルム等を用いることができる。このラミネート処理にあたって接着性を増すため及び静電防止のために、本発明の超微粒子含有反射防止フィルムの基材フィルムが例えば、トリアセチルセルロースフィルム(略語:TACフィルム)である場合には、TACフィルムにケン化処理を行う。このケン化処理はTACフィルムにハードコートを施す前または後のどちらでもよい。
【0045】
図3に、本発明の超微粒子含有反射防止フィルムが使用された偏光板の一例を示す。図3中、4は本発明の超微粒子含有反射防止フィルムの1構成例であり、該超微粒子含有反射防止フィルム4は、TACフィルム1上に高屈折率超微粒子が樹脂中に均一に分散された樹脂組成物による高屈折率層2を有し、さらにその上に、低屈折率超微粒子が樹脂中に均一に分散された樹脂組成物を用いて形成された、或いは低屈折率超微粒子をプラズマCVD法、蒸着法等により形成された低屈折率層3を有する。TAC(トリアセチルセルロースの略)フィルム1と高屈折率層2の間に存在する接着剤層は、図3において便宜上図示を省略している。該超微粒子含有反射防止フィルム4は偏光素子5上にラミネートされており、一方、偏光素子5の他面にはTACフィルム1がラミネートされている。また偏光素子5の両面に本発明の超微粒子含有反射防止フィルム4をラミネートしてもよい。
【0046】
図4に、本発明の超微粒子含有反射防止フィルムが使用された液晶表示装置の一例を示す。図4において、液晶表示素子6上に、図3に示した偏光板、即ち、TACフィルム/偏光素子/超微粒子含有反射防止フィルムからなる層構成の偏光板がラミネートされており、また液晶表示素子6の他方の面には、TACフィルム/偏光素子/TACフィルムからなる層構成の偏光板がラミネートされている。なお、STN型の液晶表示装置には、液晶表示素子6と偏光板との間に、位相差板が挿入される。
【0047】
【実施例】
本実施例に用いるカルボキシル基含有(メタ)アクリレート及び超微粒子を含む塗布液用樹脂組成物の各調製方法を次に示す。
【0048】
カルボキシル基含有(メタ)アクリレートの調製:
ジペンタエリスリトールペンタアクリレートを67モル%含有するジペンタエリスリトールヘキサアクリレートおよびジペンタエリスリトールペンタアクリレートの混合物(日本化薬(株)製:カヤラッドDPHA、水酸基価69mgKOH/g)とピロメリット酸二無水物を、ジペンタエリスリトールペンタアクリレート/ピロメリット酸二無水物のモル比が2となるように各々163部と21.8部をフラスコに入れ、メチルエチルケトン100部、ハイドロキノンモノメチルエーテル0.1部およびN,N−ジメチルベンジルアミン1部を加え、80℃で8時間反応した。得られた組成物(1)は固形分65.0%で、カルボキシル基含有多官能アクリレートとジペンタエリスリトールヘキサアクリレートを各々44.3%、20.4%含有していた。
【0049】
超微粒子を含む塗布用樹脂組成物の調製:
下記の各材料を混合して低屈折率層用樹脂組成物を調製した。
SiOx(x:1<x<2)超微粒子エタノール分散液(日産化学(株)製)
36重量部
カルボキシル基含有(メタ)アクリレート 9重量部
溶剤 トルエン 7重量部
【0050】
〔実施例1〕
本実施例1は低屈折率層と高屈折率層の両層に超微粒子を含んだカルボキシル基含有(メタ)アクリレートを含む超微粒子含有反射防止フィルムである。本明細書において、(メタ)アクリレートとは、アクリレート又はアクリレートの両方を意味する。
【0051】
離型フィルム(商品名:MC−19,麗光(株)製)上に、36重量部のZnO超微粒子トルエン分散液(住友大阪セメント(株)製)と9重量部の前記のとおりに調製したカルボキシル基含有(メタ)アクリレートを混合してなる高屈折率樹脂組成物を膜厚が7μm/dryになるように塗布した。得られた塗膜に対して320mjで紫外線照射した後、さらに175kv,7.5Mradで電子線照射を行い、前記塗膜の樹脂層を硬化して高屈折率層を形成した。
【0052】
この高屈折率層上に、6重量部のタケラックA−310(商品名:武田薬品(株)製)と1重量部のタケネートA−3(武田薬品(株)製)と10重量部の酢酸エチルからなる接着剤を厚さ3.5μmとなるように塗布して接着剤層を形成した。
【0053】
この接着剤層を介してTACフィルム(商品名:FT−UV−80、厚さ80μm富士写真フィルム(株)製)をラミネートし、40℃で2日以上エージングした。次いで、このラミネート物から前記離型フィルムを剥離して、前記高屈折率層をTACフィルム側に転写した。得られたTACフィルム上の高屈折率層上に、36重量部の前記のとおりに調製したSiOx(x:1<x<2)超微粒子エタノール分散液(日産化学(株)製)と9重量部のカルボキシル基含有(メタ)アクリレート(三菱油化(株)製)からなる低屈折率樹脂を膜厚100nm/dryとなるように塗工して低屈折率層の塗膜を形成した。この塗膜に対して640mjで紫外線照射して塗膜を硬化して本実施例1の超微粒子含有反射防止フィルムを得た。
【0054】
〔実施例2〕
本実施例2は高屈折率層に、超微粒子を含有するカルボキシル基含有(メタ)アクリレートを使用して製造した超微粒子含有反射防止フィルムである。
【0055】
表面に微細な凹凸を有するポリエチレンテレフタレート製の離型フィルム(商品名:マットPET E−06、東レ(株)製)上に、36重量部のZnO超微粒子トルエン分散液(住友大阪セメント(株)製)と9重量部の前記のとおりに調製したカルボキシル基含有(メタ)アクリレートとを混合した高屈折率樹脂組成物を膜厚が7μm/dryになるように塗布した。得られた塗膜に対して320mjで紫外線照射した後、さらに175kv,7.5Mradで電子線照射を行い、前記塗膜の樹脂層を硬化して高屈折率層を形成した。
【0056】
この高屈折率層上に、6重量部のタケラックA−310(商品名:武田薬品(株)製)と1重量部のタケネートA−3(武田薬品(株)製)と10重量部の酢酸エチルからなる接着剤を厚さ3.5μmとなるように塗布して接着剤層を形成した。
【0057】
この接着剤層を介してTACフィルム(商品名:FT−UV−80、厚さ80μm富士写真フィルム(株)製)をラミネートし、40℃で2日以上エージングした。次いで、このラミネート物から前記離型フィルムを剥離して、前記高屈折率層をTACフィルム側に転写した。得られたTACフィルム上の高屈折率層上に、プラズマCVD法により低屈折率層であるSiOxを膜厚100nmで形成し、本実施例2の表面に微細な凹凸が形成された超微粒子含有反射防止フィルムを得た。
【0058】
〔実施例3〕
本実施例3は、低屈折率樹脂層及び高屈折率超微粒子層の何れにもカルボキシル基含有(メタ)アクリレートを使用した実施例である。
【0059】
離型フィルム(商品名:MC−19、麗光(株)製)上に、36重量部の前実施例1で調製したSiOx(x:1<x<2)超微粒子エタノール分散液(日産化学(株)製)と9重量部の前記のとおりに調製したカルボキシル基含有(メタ)アクリレートからなる低屈折率樹脂を膜厚100nm/dryとなるように塗布して低屈折率層の塗膜を形成した。この塗膜に対して640mjで紫外線照射して低屈折率層の塗膜を硬化した。
【0060】
この低屈折率層上に45重量部のTiO2 超微粒子トルエン分散液(住友大阪セメント(株)製)と1重量部の前記のとおりに調製したカルボキシル基含有(メタ)アクリレートを混合してなる超微粒子が主たる成分である高屈折率樹脂組成物を膜厚が75nm/dryになるように塗布した。得られた塗膜に対して175kv、3Mradで電子線照射してハーフキュアを行った。得られた塗膜は、超微粒子が相互にバインダー樹脂で結着した高屈折率超微粒子層となったものである。
【0061】
次いで、この高屈折率超微粒子含有の高屈折率層上に5重量部のポリエステルアクリレート(商品名:EXD40−9、大日精化(株)製)と10重量部のイソプロピルアルコールからなるハードコート樹脂を5μm/dryとなるように塗布した。次いで、加速電圧175kv、10Mradにて上記の全ての樹脂層を硬化させて、離型フィルム上に低屈折率層、高屈折率超微粒子層、ハードコート層の順に積層された積層フィルムを得た。
【0062】
この積層フィルムのハードコート層面に、6重量部のタケラックA−310(商品名:武田薬品(株)製)と1重量部のタケネートA−3(武田薬品(株)製)と10重量部の酢酸エチルからなる接着剤を厚さ3.5μmとなるように塗布して接着剤層を形成した。
【0063】
この接着剤層を介してTACフィルム(商品名:FT−UV−80、厚さ80μm富士写真フィルム(株)製)をラミネートし、40℃で2日以上エージングした。次いで、このラミネート物から前記離型フィルムを剥離して、TAC側にハードコート層(最下層)、高屈折率超微粒子層、低屈折率層(最上層)の順の積層物を転写して本実施例3の超微粒子含有反射防止フィルムを得た。
【0064】
〔実施例4〕
本実施例4は高屈折率超微粒子層にカルボキシル基含有(メタ)アクリレートを使用した実施例である。
【0065】
離型フィルム(商品名:MC−19、麗光(株)製)上に、45重量部のTiO2 超微粒子トルエン分散液(住友大阪セメント(株)製)と1重量部の前記のとおりに調製したカルボキシル基含有(メタ)アクリレートを混合してなる超微粒子が主たる成分である高屈折率樹脂組成物を膜厚が75nm/dryになるように塗布した。得られた塗膜に対して加速電圧175kv、3Mradで電子線照射してハーフキュアを行った。得られた塗膜は、超微粒子が相互にバインダー樹脂で結着した高屈折率超微粒子層となったものである。
【0066】
次いで、この高屈折率超微粒子含有の高屈折率層上に、5重量部のポリエステルアクリレート(商品名:EXD40−9、大日精化(株)製)と、10重量部のイソプロピルアルコールからなるハードコート樹脂を5μm/dryとなるように塗布した。次いで、加速電圧175kv、10Mradにて上記の全ての樹脂層を硬化させて、離型フィルム上に高屈折率超微粒子層、ハードコート層の順に積層して積層フィルムを得た。
【0067】
この積層フィルムのハードコート層面に、6重量部のタケラックA−310(商品名:武田薬品(株)製)と1重量部のタケネートA−3(商品名:武田薬品(株)製)と10重量部の酢酸エチルからなる接着剤を厚さ3.5μmとなるように塗布して接着剤層を形成した。
【0068】
この接着剤層を介してTACフィルム(商品名:FT−UV−80、厚さ80μm富士写真フィルム(株)製)をラミネートし、40℃で2日以上エージングした。次いで、このラミネート物から前記離型フィルムを剥離して、TAC側に、接着剤層を介してハードコート層(最下層)、高屈折率超微粒子層(最上層)の順の積層を転写して積層フィルムを得た。さらにこの積層フィルムの高屈折率超微粒子層上にプラズマCVD法にてSiOX 膜を厚さ100nmとなるように形成し、本実施例4の超微粒子含有反射防止フィルムを得た。
【0069】
〔実施例5〕
離型フィルム(商品名:MC−19、麗光(株)製)上に、36重量部のZnO超微粒子トルエン分散液(三菱油化(株)製)と、2重量部の前記に説明した混合物、即ち、ジペンタエリスリトールペンタアクリレートを67モル%含有するジペンタエリスリトールヘキサアクリレートおよびジペンタエリスリトールペンタアクリレートの混合物(日本化薬(株)製:カヤラッドDPHA、水酸基価69mgKOH/g)と、2重量部のアロニックスM−5300(商品名、東亜合成化学工業(株)製)を混合してなる高屈折率樹脂組成物を膜厚が7μm/dryになるように塗布した。得られた塗膜に対して175kv,10Mradで電子線照射を行って前記塗膜の樹脂層を硬化して高屈折率層を形成した。
【0070】
この高屈折率層上に、6重量部のタケラックA−310(商品名:武田薬品(株)製)と1重量部のタケネートA−3(武田薬品(株)製)と10重量部の酢酸エチルからなる接着剤を厚さ3.5μmとなるように塗布して接着剤層を形成した。
【0071】
この接着剤層を介してTACフィルム(商品名:FT−UV−80、厚さ80μm富士写真フィルム(株)製)をラミネートし、40℃で2日以上エージングした。次いで、このラミネート物から前記離型フィルムを剥離して、前記高屈折率層をTACフィルム側に転写した。得られたTACフィルム上の高屈折率層上に、プラズマCVDにより低屈折率層であるSiOx膜を膜厚100nmで形成し、本実施例5の超微粒子含有反射防止フィルムを得た。
【0072】
〔比較例1〕
この比較例1はバインダー樹脂組成物として、カルボキシル基含有(メタ)アクリレートを用いない反射防止フィルムである。
【0073】
ポリエチレンテレフタレートフィルム(膜厚100μm/dry)の上に、下記の低屈折率樹脂組成物37重量%トルエン溶液を膜厚約90nmになるように塗布し、150KV,5Mradの電子線を照射して塗膜を硬化し、反射防止フィルムを得た。
【0074】
【0075】
〔比較例2〕
離型フィルム(商品名:MC−19、麗光(株)製)上に、高屈折率超微粒子を含まない3重量部の屈折率1.56のジヒドロキシエチルテトラブロモビスフェノールメタクリル酸エステル(商品名:ニューフロンティア BR−42、第一工業製薬(株)製)と6重量部のトルエンからなる高屈折率樹脂を膜厚が7μm/dryになるように塗布した。得られた塗膜に対して加速電圧175kv、10Mradで電子線照射して、塗膜を硬化して高屈折率層を形成した。
【0076】
次いで、この高屈折率超微粒子を含有しない高屈折率層上に、6重量部のタケラックA−310(商品名:武田薬品工業(株)製)と1重量部のタケネートA−3と10重量部の酢酸エチルからなる接着剤を膜厚が3.5μm/dryとなるように塗布して接着剤層を形成した。
【0077】
この接着剤層を介して、TACフィルム(商品名:FT−UV−80、厚さ80μm富士写真フィルム(株)製)をラミネートし、40℃で2日以上エージングした。次いで、このラミネート物から前記離型フィルムを剥離して、TAC側に高屈折率層を転写して積層フィルムを得た。さらにこの積層フィルムの高屈折率層上に、プラズマCVD法にてSiOX を膜厚100nmとなるように形成することにより低屈折率層を形成し、この比較例2の超微粒子を含有しない反射防止フィルムを得た。
【0078】
〔比較例3〕
離型フィルム(商品名:MC−19、麗光(株)製)上に、超微粒子を含まないハード性を有する高屈折率樹脂組成物として、前記に説明した混合物、即ち、ジペンタエリスリトールペンタアクリレートを67モル%含有するジペンタエリスリトールヘキサアクリレートおよびジペンタエリスリトールペンタアクリレートの混合物(商品名:カヤラッドDPHA、日本化薬(株)製、水酸基価69mgKOH/g)を3重量部と、溶剤として、トルエン:メチルエチルケトン=1:1(即ち、KT−11)からなる混合溶剤9重量部からなる高屈折率樹脂組成物を膜厚が7μm/dryとなるように塗布した。
【0079】
得られた塗膜に対して加速電圧175kv,10Mradで電子線照射を行って前記塗膜の樹脂層を硬化してハード性を有する高屈折率層を形成した。
【0080】
この高屈折率層上に、6重量部のタケラックA−310(商品名:武田薬品(株)製)と1重量部のタケネートA−3(武田薬品(株)製)と10重量部の酢酸エチルからなる接着剤を厚さ3.5μmとなるように塗布して接着剤層を形成した。
【0081】
この接着剤層を介してTACフィルム(商品名:FT−UV−80、厚さ80μm富士写真フィルム(株)製)をラミネートし、40℃で2日以上エージングした。次いで、このラミネート物から前記離型フィルムを剥離して、前記高屈折率層をTACフィルム側に転写した。得られたTACフィルム上の高屈折率層上に、プラズマCVD法により低屈折率層であるSiOx膜を膜厚100nmで形成し、この比較例3の超微粒子含有反射防止フィルムを得た。
【0082】
前記実施例1〜5及び比較例1〜3で得られた反射防止フィルムについて下記の物性を測定した結果を下記の表1に示す。
(1)ヘイズ
(2)反射率:分光光度計にて測定された、550nmにおける反射防止フィルムの反射率。
(3)鉛筆硬度:JIS K5400に示された試験結果。
(4)耐摩耗性:テーパー摩耗試験による試験前後のヘイズ値の差;ΔHで表した。
(5)基材密着性:反射防止フィルムの作製時、及び80℃,90%の耐湿熱性試験を1000hr行った後に碁盤目クロスカットによるテープ剥離試験を連続5回行った結果。
【0083】
【表1】
表1によれば、前記実施例1〜5の反射防止フィルムは比較例1〜3に比べてヘイズ値が低く且つ反射率が低く、白化が減少されて透明性が優れており、且つ反射防止効果が優れていることが分かる。また、前記実施例1〜5の反射防止フィルムは比較例1〜3に比べて、反射防止等の光学特性、鉛筆硬度、耐摩耗性等のハード性能に優れ、且つ層間の密着性が優れていることが分かる。
【0084】
【発明の効果】
本発明の超微粒子含有反射防止フィルムは、バインダー樹脂中への超微粒子の分散性が優れた樹脂組成物を使用しているので、白化が少なく透明性に優れ且つ反射防止効果が優れている。
【0085】
本発明の超微粒子含有反射防止フィルムは、上記の効果に加えてハード性能に優れ、且つ層間の密着性が優れている。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明の超微粒子含有反射防止フィルムの層構成の一例を示す。
【図2】 本発明の超微粒子含有反射防止フィルムの層構成の別の一例を示す。
【図3】 本発明の超微粒子含有反射防止フィルムがラミネートされてなる偏光板の層構成の一例を示す。
【図4】 本発明の超微粒子含有反射防止フィルムがラミネートされてなる偏光板を使用した液晶表示装置の層構成の一例を示す。
【符号の説明】
1 TACフィルム
2,12 高屈折率層
3,13 低屈折率層
4 超微粒子含有反射防止フィルム
5 偏光素子
6 液晶表示素子
11 透明基材フィルム
14 接着剤層
15 ハードコート層
22 高屈折率超微粒子層
Claims (11)
- (1)離型フィルム上に、屈折率を制御するための超微粒子を含む電離放射線硬化型樹脂を用い電離放射線により硬化させてなる、高屈折率層を形成し、ここで高屈折率層とは反射防止フィルムを構成したときに最表面側から見て直接接する下層の屈折率よりも高い屈折率を持つ層であり、
(2)該高屈折率層上に接着剤層を形成し、
(3)接着剤層が形成された離型フィルムの接着剤層側を内側にして、離型フィルムと透明基材フィルムとをラミネートし、
(4)離型フィルムを剥離し、露出した層上に低屈折率層を形成し、ここで低屈折率層とは反射防止フィルムを構成したときに最表面側からみて直接接する下層の屈折率よりも低い屈折率を持つ層であり、
(5)前記電離放射線硬化型樹脂は、カルボキシル基含有(メタ)アクリレートをバインダー樹脂成分の一部乃至全部として含有する電離放射線硬化型樹脂であり、
(6)前記カルボキシル基含有(メタ)アクリレートは、分子内に1個以上の酸無水物を有する化合物と、分子内に水酸基及び3個以上のアクリロイル基を有する水酸基含有多官能アクリレートを反応して得られたものであることを特徴とする超微粒子含有反射防止フィルムの製造方法。 - (1)離型フィルム上に低屈折率層を形成し、ここで低屈折率層とは反射防止フィルムを構成したときに最表面側からみて直接接する下層の屈折率よりも低い屈折率を持つ層であり、
(2)該低屈折率層上に、屈折率を制御するための超微粒子を含む電離放射線硬化型樹脂を用い電離放射線により硬化させてなる、高屈折率層を形成し、ここで高屈折率層とは反射防止フィルムを構成したときに最表面側から見て直接接する下層の屈折率よりも高い屈折率を持つ層であり、
(3)該高屈折率層上に接着剤層を形成し、
(4)接着剤層が形成された離型フィルムの接着剤層側を内側にして、離型フィルムと透明基材フィルムとをラミネートし、
(5)離型フィルムを剥離し、
(6)前記電離放射線硬化型樹脂は、カルボキシル基含有(メタ)アクリレートをバインダー樹脂成分の一部乃至全部として含有する電離放射線硬化型樹脂であり、
(7)前記カルボキシル基含有(メタ)アクリレートは、分子内に1個以上の酸無水物を有する化合物と、分子内に水酸基及び3個以上のアクリロイル基を有する水酸基含有多官能アクリレートを反応して得られたものであることを特徴とする超微粒子含有反射防止フィルムの製造方法。 - (1)透明基材フィルム上に、
(2)直接或いは他の層を介して、少なくとも1層は樹脂層の屈折率を制御するための超微粒子を含む樹脂組成物からなる屈折率の制御された樹脂層が離型フィルムを用いた転写により形成されており、
(3)最表面に形成された層は、その層が直接接する下層の屈折率よりも低屈折率であり、
(4)前記樹脂組成物は、カルボキシル基含有(メタ)アクリレートをバインダー樹脂成分の一部乃至全部として含有する電離放射線硬化型樹脂であり、
(5)前記カルボキシル基含有(メタ)アクリレートは、分子内に1個以上の酸無水物を有する化合物と、分子内に水酸基及び3個以上のアクリロイル基を有する水酸基含有多官能アクリレートを反応して得られたものであることを特徴とする超微粒子含有反射防止フィルム。 - 前記樹脂組成物は、分子内に3個以上のアクリロイル基を有する多官能アクリレートをバインダー樹脂成分の一部として含有することを特徴とする請求項3記載の超微粒子含有反射防止フィルム。
- 前記樹脂組成物は、エポキシアクリレートをバインダー樹脂成分の一 部として含有することを特徴とする請求項3又は4記載の超微粒子含有反射防止フィルム。
- 前記樹脂組成物は、芳香族化合物及びF以外のハロゲン化合物から選ばれた1種以上の化合物を含有することを特徴とする請求項3、4又は5記載の超微粒子含有反射防止フィルム。
- 前記樹脂組成物は、電離放射線硬化型である請求項3、4、5又は6記載の超微粒子含有反射防止フィルム。
- 前記屈折率の制御された樹脂層は、最表面側から見てその層が直接接する下層の屈折率よりも高いことを特徴とする請求項3、4、5、6又は7記載の超微粒子含有反射防止フィルム。
- 前記屈折率の制御された樹脂層は、最表面側から見てその層が直接接する下層の屈折率よりも低いことを特徴とする請求項3、4、5、6又は7記載の超微粒子含有反射防止フィルム。
- 請求項3、4、5、6、7、8又は9記載の超微粒子含有反射防止フィルムが、偏光素子にラミネートされていることを特徴とする偏光板。
- 請求項10記載の偏光板が、液晶表示装置の構成要素として用いられていることを特徴とする液晶表示装置。
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